Використання лічильника Гейгера-Мюллера для визначення аварійного парогенератора під час міжконтурної течі в реакторних установках типу ВВЕР-1000

Abstract

Одним з достовірних показників наявності міжконтурної течі в реакторній установці ВВЕР-1000 є під-вищення активності в другому контурі, яке можливо зафіксувати за допомогою детекторів реєстрації іоні-зуючого випромінювання. Відповідно, наявність перманентного моніторингу активності другого контуру дозволить оператору реакторної установки своєчасно визначити аварійний парогенератор (ПГ) та здійс-нити відповідні заходи для переведення реакторної установки в безпечний стан. Встановлення детекто-рів передбачається біля трубопроводів гострої пари ПГ за межами гермооб’єму реакторної установки.Проведено аналіз розсіяного спектра фотонів, утворених від розпаду N-16, в області детектування та розрахунково підтверджено можливість використання блока детектування БДМГ-04-02Б (на базі лічиль-ника Гейгера-Мюллера) для реєстрації частинок з енергіями, які перевищують енергетичний діапазон прибору, зазначений у паспортних характеристиках.УДК 621.039Doi: https://doi.org/10.32918/nrs.2020.4(88).04 Відгук детектора визначено за допомогою двох різних підходів. У першому випадку потужність погли-неної дози (ППД) розраховується за допомогою методу енерговиділення (КЕРМА еквівалент), а в другому здійснюється підрахунок кількості імпульсів, зареєстрованих детектором враховуючи процеси вторинної іонізації. Наведені результати розрахунків відгуку детектора з урахуванням мертвого часу і проаналізо-вано вплив ефекту непропорційності роботи приладу на вимірювану лічильником ППД. У підсумку, за допомогою розрахунків отримано коефіцієнти відгуку детектора для основних реперних радіонуклідів першого контуру, які потенційно можуть потрапляти в місце проведення вимірювань. Додатково визна-чено верхню межу діапазону реєстрації ППД БДМГ-04-02Б.Розрахунки проведено за допомогою нейтронно-фізичного коду MCNP6, який орієнтовано на аналіз взаємодії елементарних частинок із матеріалами середовища.

The main indicator of a primary-to-secondary leakage in WWER-1000 is the increased secondary side activity. Activity can be detected by radiation devices. Accordingly, the online monitoring of the secondary side activity allows the reactor operator to successfully determine the affected steam generator and implement appropriate actions to transfer the reactor in a safe state. The detectors are supposed to be installed behind the steam generator pipelines outside of the containment.The scattered photon spectrum, formed from N-16 decay in the detection area, is analyzed. The possibility of using a detection unit with a Geiger-Muller counter to register particles with energies that exceed the device energy range, which is indicated in the technical specifications, is confirmed.The paper indicates that the detector response is determined by two different approaches. In the first case, the absorbed dose rate is calculated by the energy deposition method (KERMA factor), and in the second case, the detector count rate is calculated by taking into account the secondary ionization processes. The calculation results of the detector response taking into account the dead time are presented. The dead time effect on the absorbed dose rate registered by the counter is analyzed. The calculated response coefficients of the detector for the main reference radionuclides of the primary side, which could be potentially transported into the detector’s registration volume, is obtained. Additionally, the paper provides for the maximum limit of the detected absorbed dose rate of BDMG-04-02B.The calculations were carried out using MCNP6 neutronic code focused on the analysis of the elementary particle interaction with surrounding materials.